일방향-평직 혼합 적층 복합재 체결부의 점진적 파손해석

Abstract

점진적 강성저하를 고려한 2차원 유한요소해석에 의해 핀하중을 받는 일방향-평직 혼합 복합재 체결부의 파손 및 강도 특성을 연구하였다. 체결부는 8절점 적층 쉘요소를 사용하여 이상화하였다. 다양한 파손기준식과 완전제하법을 사용하여 체결부의 국부적 손상에 의한 강성저하를 고려하였다. 폭과 끝단길이가 다른 9종류, 52개의 일방향-평직 혼합 적층 복합재 시편에 대한 체결부 실험을 수행하여 강도와 파손모드를 구하였다. 연구 결과, 혼합판정법을 적용한 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 모두 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

A 2-dimensional progressive failure analysis is conducted to predict the failure and strength of the unidirectional-fabric hybrid laminated composite joint under pin-loading. Eight-node laminated shell element is used for the finite element modeling. Post-failure stiffness is evaluated based on the complete unloading method combined with various failure criteria. Total of 52 specimens with 9 different geometries are tested to get the experimental strength and failure mode. The results show that the finite element analysis based on the combined Yamada-Sun and Tsai-Wu criteria predicts the strength and failure mode of the hybrid composite laminated joints with good accuracy.